(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に挟持された液晶と、該基板の一方側に形成され横方向に延びる複数本のゲートバスライン及び縦方向に延びる複数本のドレインバスラインとを有し、複数の画素が前記ゲートバスラインと前記ドレインバスラインとの交点の各々に対応してマトリックス状に配置され、前記画素の各々に、スイッチング素子と、画素電極と、前記液晶に対して斜め方向の電界を発生させて複数の配向領域を１画素内に形成するための制御電極とを備えるマルチドメイン液晶表示装置であって、前記制御電極は前記スイッチング素子のソース端子及びドレイン端子よりも上層に絶縁膜を介して形成されており、前記制御電極は前記スイッチング素子の一つの端子に接続されて、前記画素電極は前記制御電極との間に結合容量を有し、前記制御電極には、対応する前記ゲートバスライン選択時に、対応する前記スイッチング素子を介して対応する前記ドレインバスラインから信号電圧が印加され、前記画素電極には前記結合容量を介して前記信号電圧の分圧が印加され、かつ、前記画素電極が四角形から成る複数の単位画素電極から形成され、該単位画素電極は、前記四角形の１辺に沿って制御電極が配置してあり、残りの３辺が開口部もしくは画素電極端部となっていることを特徴とするマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項２】
一対の基板間に挟持された液晶と、該基板の一方側に形成され横方向に延びる複数本のゲートバスライン及び縦方向に延びる複数本のドレインバスラインとを有し、複数の画素が前記ゲートバスラインと前記ドレインバスラインとの交点の各々に対応してマトリックス状に配置され、前記画素の各々に、スイッチング素子と、画素電極と、前記液晶に対して斜め方向の電界を発生させて複数の配向領域を１画素内に形成するための制御電極とを備えるマルチドメイン液晶表示装置であって、前記制御電極は前記スイッチング素子のソース端子及びドレイン端子よりも上層に絶縁膜を介して形成されており、前記制御電極は前記スイッチング素子の一つの端子に接続されて、前記画素電極は前記制御電極との間に結合容量を有し、前記制御電極には、対応する前記ゲートバスライン選択時に、対応する前記スイッチング素子を介して対応する前記ドレインバスラインから信号電圧が印加され、前記画素電極には前記結合容量を介して前記信号電圧の分圧が印加され、かつ、前記画素電極が四角形から成る複数の単位画素電極から形成され、該単位画素電極は、前記四角形の２辺に沿って制御電極が配置してあり、残りの２辺が開口部もしくは画素電極端部となっていることを特徴とするマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項３】
一対の基板間に挟持された液晶と、該基板の一方側に形成され横方向に延びる複数本のゲートバスライン及び縦方向に延びる複数本のドレインバスラインとを有し、複数の画素が前記ゲートバスラインと前記ドレインバスラインとの交点の各々に対応してマトリックス状に配置され、前記画素の各々に、スイッチング素子と、画素電極と、前記液晶に対して斜め方向の電界を発生させて複数の配向領域を１画素内に形成するための制御電極とを備えるマルチドメイン液晶表示装置であって、前記制御電極は前記スイッチング素子のソース端子及びドレイン端子よりも上層に絶縁膜を介して形成されており、前記制御電極は前記スイッチング素子の一つの端子に接続されて、前記画素電極は前記制御電極との間に結合容量を有し、前記制御電極には、対応する前記ゲートバスライン選択時に、対応する前記スイッチング素子を介して対応する前記ドレインバスラインから信号電圧が印加され、前記画素電極には前記結合容量を介して前記信号電圧の分圧が印加され、かつ、前記画素電極が三角形から成る複数の単位画素電極から形成されており、該単位画素電極は、前記三角形の２辺に沿って制御電極が配置してあり、残りの１辺が開口部もしくは画素電極端部となっていることを特徴とするマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項４】
一対の基板間に挟持された液晶と、該基板の一方側に形成され横方向に延びる複数本のゲートバスライン及び縦方向に延びる複数本のドレインバスラインとを有し、複数の画素が前記ゲートバスラインと前記ドレインバスラインとの交点の各々に対応してマトリックス状に配置され、前記画素の各々に、スイッチング素子と、画素電極と、前記液晶に対して斜め方向の電界を発生させて複数の配向領域を１画素内に形成するための制御電極とを備えるマルチドメイン液晶表示装置であって、前記制御電極は前記スイッチング素子のソース端子及びドレイン端子よりも上層に絶縁膜を介して形成されており、前記制御電極は前記スイッチング素子の一つの端子に接続されて、前記画素電極は前記制御電極との間に結合容量を有し、前記制御電極には、対応する前記ゲートバスライン選択時に、対応する前記スイッチング素子を介して対応する前記ドレインバスラインから信号電圧が印加され、前記画素電極には前記結合容量を介して前記信号電圧の分圧が印加され、かつ、前記画素電極が三角形から成る複数の単位画素電極から形成されており、該単位画素電極は、前記三角形の１辺に沿って制御電極が配置してあり、残りの２辺が開口部もしくは画素電極端部となっていることを特徴とするマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項５】
一対の基板間に挟持された液晶と、該基板の一方側に形成され横方向に延びる複数本のゲートバスライン及び縦方向に延びる複数本のドレインバスラインとを有し、複数の画素が前記ゲートバスラインと前記ドレインバスラインとの交点の各々に対応してマトリックス状に配置され、前記画素の各々に、スイッチング素子と、画素電極と、前記液晶に対して斜め方向の電界を発生させて複数の配向領域を１画素内に形成するための制御電極とを備えるマルチドメイン液晶表示装置であって、前記制御電極は前記スイッチング素子のソース端子及びドレイン端子よりも上層に絶縁膜を介して形成されており、前記制御電極は前記スイッチング素子の一つの端子に接続されて、前記画素電極は前記制御電極との間に結合容量を有し、前記制御電極には、対応する前記ゲートバスライン選択時に、対応する前記スイッチング素子を介して対応する前記ドレインバスラインから信号電圧が印加され、前記画素電極には前記結合容量を介して前記信号電圧の分圧が印加され、かつ、前記画素電極が五角形から成る複数の単位画素電極から形成されており、該単位画素電極は、前記五角形の２辺に沿って制御電極が配置してあり、残りの３辺が開口部もしくは画素電極端部となっていることを特徴とするマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項６】
前記画素電極と前記制御電極とは絶縁膜を介して前記画素電極が下層となるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項７】
前記画素電極に対し容量を付加するための共通容量ラインを備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項８】
前記開口部に相当する位置に前記画素電極に対し容量を付加するための共通容量ラインが配置されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項９】
前記画素電極と前記共通容量ラインとの間に、所定容量の付加容量を備えていることを特徴とする請求項７又は８記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項１０】
前記制御電極の少なくとも一部が透明電極から成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶の両側にそれぞれ四分の一波長板を有しており、該四分の一波長板の光軸が互いに直交するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項１２】
前記スイッチング素子はボトムゲート構造のＴＦＴであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項１３】
前記スイッチング素子はトップゲート構造のＴＦＴであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項１４】
前記スイッチング素子はボトムゲート構造のＴＦＴであると共に、前記画素電極と前記制御電極との間に介挿される前記絶縁膜は前記ＴＦＴを保護する絶縁膜と一体的に形成されていることを特徴とする請求項６記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項１５】
前記スイッチング素子はトップゲート構造のＴＦＴであると共に、前記画素電極と前記制御電極との間に介挿される前記絶縁膜は前記ＴＦＴを保護する絶縁膜と一体的に形成されていることを特徴とする請求項６記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項１６】
前記制御電極が前記ＴＦＴのソース端子と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１２、１３、１４又は１５記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項１７】
前記開口部が窓状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項１８】
前記開口部が前記画素電極の片側あるいは両側から切り込みを入れるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項１９】
前記画素電極と前記共通容量ラインとの間に、実質的に有限の抵抗値を有する抵抗素子を備えていることを特徴とする請求項７又は８記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項２０】
前記液晶の動作モードが正の誘電率異方性を持つ液晶をねじれ配向させたＴＮモードであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項２１】
前記液晶が自発カイラル性であることを特徴とする請求項２０記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項２２】
前記液晶が非自発カイラル性であることを特徴とする請求項２０記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項２３】
前記液晶の動作モードが正の誘電率異方性を持つ液晶を一様に配向させたホモジニアスモードであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項２４】
前記液晶の動作モードが負の誘電率異方性を持つ液晶をホメオトロピック（垂直）配向させたＶＡモードであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項２５】
前記四角形は略正方形から成ることを特徴とする請求項１又は２記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【請求項２６】
前記画素電極と前記制御電極との間に、さらに、前記画素電極に蓄積された電荷を放電するための抵抗素子を備えている請求項１乃至５の何れか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マルチドメイン液晶表示装置に係り、詳しくは、視角特性の優れたマルチドメイン液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来広く使用されているねじれネマティック（Twisted Nematic；以下”ＴＮ”と称する）型の液晶表示装置においては、液晶分子が基板表面に平行になってねじれている電圧非印加時の「白」表示状態から、印加電圧に応じて液晶分子が電界方向に配向ベクトルの向きを変化させていくことにより、「白」表示状態から次第に「黒」表示状態となる。しかし、この電圧印加による液晶分子の挙動により、ＴＮ型液晶表示装置の視野角が狭いという問題がある。この視野角が狭いという問題は、中間調表示における液晶分子の立ち上がり方向において特に著しくなる。
【０００３】
液晶表示装置の視野特性を改善する方法として、特許文献１に開示されているような技術が提案されている。図４７は、同公報に開示された技術による液晶表示装置の構成の一例を説明する模式的部分断面図である。この技術では、負の誘電率異方性を有する液晶２１をホメオトロピック（垂直）配向させた液晶セルを作成し、偏光軸が直交するように設置した２枚の偏向板（図示せず）の間に挟み、開口部７４を有する共通電極８１を使用することにより、各画素内に斜めに電界を集中させ、これにより各画素を２個以上のドメイン、いわゆるマルチドメインとし、視角特性を改善している。また、この技術において、必要に応じて光学補償板を使用し、黒の視角特性を改善することもできる。さらに、ホメオトロピック配向させた液晶セルのみならず、ＴＮ配向させたセルにおいても、開口部を有する共通電極を使用することにより、斜め電界を発生させて各画素を２個以上のドメインに分割し、視角特性を改善している。
【０００４】
また、特許文献２に開示された技術においては、共通電極に開口部（配向制御窓）を設けると共に、画素電極を取り囲むように配向制御電極を設け、画素電極周辺部での斜め電界を強調して液晶ドメインを安定化している。
【０００５】
この他、特許文献３に記載された技術では、画素電極上にゲートラインと一体の配向制御電極を設け、この配向制御電極からの斜め電界によって各画素を２個以上の液晶ドメインとし、視角特性を改善している。
【０００６】
また、特許文献４で開示された技術においては、画素電極に開口部を設け、その開口部の位置に制御電極を配置して、複数の液晶ドメインを形成する技術を開示している。
【０００７】
また、特許文献５には、誘電率が負の液晶をホメオトロピック配向させた液晶セルにおいて、配向膜に突起を設け、この突起によって電圧印加時の液晶の傾斜方向を制御し、２つ以上の液晶ドメインに分割して動作させる技術が考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０６−０４３４６１号公報
【特許文献２】特開平０７−１９９１９０号公報
【特許文献３】特開平０７−２３００９７号公報
【特許文献４】特開平１０−０２０３２３号公報
【特許文献５】特開平１０−３０１１１４号公報
【特許文献６】特開平１０−２３２４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながらこれらの技術の内、特許文献１に開示されているような、共通電極に開口部を有する技術においては、通常の、モノドメインタイプのＴＮ型液晶表示装置の製造工程では必要とされない、”共通電極に対するフォトレジスト工程等の微細加工工程”が必要となると共に、上下基板の高度な貼り合わせ術が必要とされるという問題がある。この問題は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor;ＴＦＴ）等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス液晶表示装置の場合、特に大きな問題である。すなわち、通常のアクティブマトリクス液晶表示装置では、一方の透明基板（ＴＦＴ基板）上に薄膜トランジスタ等のスイッチング素子（能動素子）を製造するため、フォトレジスト工程等の微細加工工程が必要とされるのは、スイッチング素子を製造する片側のＴＦＴ基板のみであり、通常「共通電極」と称される他の透明基板（対向基板）側の電極においては微細加工を施す必要はなく、全面に共通電極が形成されているのみである。ところが、共通電極に開口部を有する従来技術においては、通常は微細加工が必要とされていない「共通電極」についても、フォトレジスト工程等の微細加工工程が必要とされ、工程が増加すると共に、上下基板の高度な貼り合わせ技術が必要とされることになる。
【００１０】
このような問題から、例えばＴＦＴ等のスイッチング素子が形成されたＴＦＴ基板の側にある画素電極に、開口部あるいはスリット等を設け、斜め電界を発生させて液晶の配向を制御しようという技術が考えつく。これは、ＴＦＴ基板側の画素電極はもともとパターニングを必要とするため、この場合には付加工程を必要としないからである。しかしながら、この構成においては安定した液晶ドメインの制御はできない。なぜならば、特許文献１のように共通電極に開口部を設けた場合の開口部周辺での電界の傾斜は、画素電極の周辺における電界の傾斜方向と整合する（図４７参照）のに対し、ＴＦＴ基板側の画素電極に開口部を設けた場合には開口部周辺での電界の傾斜が画素電極周辺における電界の傾斜方向と整合しないからである。
【００１１】
特許文献２に開示されているように、制御電極を画素電極の周辺に設けた場合には、画素電極周辺での電界の傾斜を強調することができるが、この場合にも反対側の基板において共通電極に開口部を設けなければならず、上述の問題を解決する必要がある。
【００１２】
一方、特許文献３に記載されているように、画素電極上に制御電極を配置して、その制御電極の電位を適当に定めれば、斜め電界を発生させられる。しかしながら、画素電極電位の極性を一定の周期で反転させるいわゆる反転駆動時においては、画素電極電位の極性の変化によって斜め電界の発生状況も変化するため、安定で確実な液晶ドメインの制御はできない。また、この構成においては、制御電極がゲートバスラインと一体であるため、制御電極電位を画素の点灯・非点灯に応じて変化させることはできず、すなわち、画素が非点灯（暗表示）の時にも制御電極電位には斜め方向の電界が発生してしまい、この電界によって制御電極周辺において光漏れが生じ、表示コントラストの低下を導く。この光漏れを遮蔽するために遮光層を設けた場合には大幅な開口率の低下につながる。さらには、通常、ゲートバスラインには、その選択期間を除く期間において、共通電極に対してＤＣの電圧が印加されているため、制御電極がゲートバスラインと一体である場合には、表示領域内の液晶層にＤＣ電圧を印加し続けることになり、表示素子の信頼性を悪化させるという問題が生ずる。
【００１３】
特許文献４に記載されている、画素電極に開口部を設けてその位置に制御電極を配置する技術においても、表示動作時に制御電極電位を画素毎に制御する手段を有さないため、特許文献３に記載の技術と同様に、安定で確実な液晶ドメインの制御ができないという問題がある。
【００１４】
特許文献３及び特許文献４に記載された技術における上記のような問題を解決する手段として、例えば、各々の画素毎に個別に設けられた制御電極を、各々の画素に設けられた個別のスイッチング素子で制御する方法が考えられるが、この構成においては、画素電極と制御電極とに対応して個別のスイッチング素子及びドレインバスラインを設ける必要があり、したがって、素子構成が複雑化し、製造コストや製造歩留まりの点から現実的ではない。
【００１５】
また、特許文献５に記載の配向膜に突起を設ける方法では、その突起による領域分割の効果は突起の近傍にしか働かない。よって、確実な領域分割を実現するためには、スイッチング素子が形成される片側のＴＦＴ基板の配向膜だけでなく、対向基板側の配向膜にも突起を設けなければならず、やはり大幅に工程が増加し、また両基板の正確な貼り合わせを要するという問題点があった。
【００１６】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、上記のような従来技術の問題、すなわち、共通電極の微細加工工程等の煩雑な工程を増加させたり、高度な貼り合わせ技術を要求することなく、高コントラストで、視角特性の優れたマルチドメイン液晶表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、請求項１に係るこの発明の第１の構成は、一対の基板間に挟持された液晶と、該基板の一方側に形成され横方向に延びる複数本のゲートバスライン及び縦方向に延びる複数本のドレインバスラインとを有し、複数の画素が前記ゲートバスラインと前記ドレインバスラインとの交点の各々に対応してマトリックス状に配置され、前記画素の各々に、スイッチング素子と、画素電極と、前記液晶に対して斜め方向の電界を発生させて複数の配向領域を１画素内に形成するための制御電極とを備えるマルチドメイン液晶表示装置に係り、前記制御電極は前記スイッチング素子のソース端子及びドレイン端子よりも上層に絶縁膜を介して形成されており、前記制御電極は前記スイッチング素子の一つの端子に接続されて、前記画素電極は前記制御電極との間に結合容量を有し、前記制御電極には、対応する前記ゲートバスライン選択時に、対応する前記スイッチング素子を介して対応する前記ドレインバスラインから信号電圧が印加され、前記画素電極には前記結合容量を介して前記信号電圧の分圧が印加され、かつ、前記画素電極が四角形から成る複数の単位画素電極から形成され、該単位画素電極は、前記四角形の１辺に沿って制御電極が配置してあり、残りの３辺が開口部もしくは画素電極端部となっていることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項２に係るこの発明の第２の構成は、一対の基板間に挟持された液晶と、該基板の一方側に形成され横方向に延びる複数本のゲートバスライン及び縦方向に延びる複数本のドレインバスラインとを有し、複数の画素が前記ゲートバスラインと前記ドレインバスラインとの交点の各々に対応してマトリックス状に配置され、前記画素の各々に、スイッチング素子と、画素電極と、前記液晶に対して斜め方向の電界を発生させて複数の配向領域を１画素内に形成するための制御電極とを備えるマルチドメイン液晶表示装置に係り、前記制御電極は前記スイッチング素子のソース端子及びドレイン端子よりも上層に絶縁膜を介して形成されており、前記制御電極は前記スイッチング素子の一つの端子に接続されて、前記画素電極は前記制御電極との間に結合容量を有し、前記制御電極には、対応する前記ゲートバスライン選択時に、対応する前記スイッチング素子を介して対応する前記ドレインバスラインから信号電圧が印加され、前記画素電極には前記結合容量を介して前記信号電圧の分圧が印加され、かつ、前記画素電極が四角形から成る複数の単位画素電極から形成され、該単位画素電極は、前記四角形の２辺に沿って制御電極が配置してあり、残りの２辺が開口部もしくは画素電極端部となっていることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項３に係るこの発明の第３の構成は、一対の基板間に挟持された液晶と、該基板の一方側に形成され横方向に延びる複数本のゲートバスライン及び縦方向に延びる複数本のドレインバスラインとを有し、複数の画素が前記ゲートバスラインと前記ドレインバスラインとの交点の各々に対応してマトリックス状に配置され、前記画素の各々に、スイッチング素子と、画素電極と、前記液晶に対して斜め方向の電界を発生させて複数の配向領域を１画素内に形成するための制御電極とを備えるマルチドメイン液晶表示装置に係り、前記制御電極は前記スイッチング素子のソース端子及びドレイン端子よりも上層に絶縁膜を介して形成されており、前記制御電極は前記スイッチング素子の一つの端子に接続されて、前記画素電極は前記制御電極との間に結合容量を有し、前記制御電極には、対応する前記ゲートバスライン選択時に、対応する前記スイッチング素子を介して対応する前記ドレインバスラインから信号電圧が印加され、前記画素電極には前記結合容量を介して前記信号電圧の分圧が印加され、かつ、前記画素電極が三角形から成る複数の単位画素電極から形成されており、該単位画素電極は、前記三角形の２辺に沿って制御電極が配置してあり、残りの１辺が開口部もしくは画素電極端部となっていることを特徴としている。
【００２０】
また、請求項４に係るこの発明の第４の構成は、一対の基板間に挟持された液晶と、該基板の一方側に形成され横方向に延びる複数本のゲートバスライン及び縦方向に延びる複数本のドレインバスラインとを有し、複数の画素が前記ゲートバスラインと前記ドレインバスラインとの交点の各々に対応してマトリックス状に配置され、前記画素の各々に、スイッチング素子と、画素電極と、前記液晶に対して斜め方向の電界を発生させて複数の配向領域を１画素内に形成するための制御電極とを備えるマルチドメイン液晶表示装置に係り、前記制御電極は前記スイッチング素子のソース端子及びドレイン端子よりも上層に絶縁膜を介して形成されており、前記制御電極は前記スイッチング素子の一つの端子に接続されて、前記画素電極は前記制御電極との間に結合容量を有し、前記制御電極には、対応する前記ゲートバスライン選択時に、対応する前記スイッチング素子を介して対応する前記ドレインバスラインから信号電圧が印加され、前記画素電極には前記結合容量を介して前記信号電圧の分圧が印加され、かつ、前記画素電極が三角形から成る複数の単位画素電極から形成されており、該単位画素電極は、前記三角形の１辺に沿って制御電極が配置してあり、残りの２辺が開口部もしくは画素電極端部となっていることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項５に係るこの発明の第５の構成は、一対の基板間に挟持された液晶と、該基板の一方側に形成され横方向に延びる複数本のゲートバスライン及び縦方向に延びる複数本のドレインバスラインとを有し、複数の画素が前記ゲートバスラインと前記ドレインバスラインとの交点の各々に対応してマトリックス状に配置され、前記画素の各々に、スイッチング素子と、画素電極と、前記液晶に対して斜め方向の電界を発生させて複数の配向領域を１画素内に形成するための制御電極とを備えるマルチドメイン液晶表示装置に係り、前記制御電極は前記スイッチング素子のソース端子及びドレイン端子よりも上層に絶縁膜を介して形成されており、前記制御電極は前記スイッチング素子の一つの端子に接続されて、前記画素電極は前記制御電極との間に結合容量を有し、前記制御電極には、対応する前記ゲートバスライン選択時に、対応する前記スイッチング素子を介して対応する前記ドレインバスラインから信号電圧が印加され、前記画素電極には前記結合容量を介して前記信号電圧の分圧が印加され、かつ、前記画素電極が五角形から成る複数の単位画素電極から形成されており、該単位画素電極は、前記五角形の２辺に沿って制御電極が配置してあり、残りの３辺が開口部もしくは画素電極端部となっていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
この発明の構成によれば、各画素毎に設けられた制御電極を、各画素毎に設けられたスイッチング素子で駆動するため、その画素が明表示、暗表示、あるいは中間表示となっても、それに応じて制御電極電位が制御され、よって、制御電極から広がるように発生する斜め方向の電界により液晶のドメイン形成を確実に制御できる。
【００２３】
さらに、画素電極には結合容量を介して制御電極電圧の分圧が印加されるため、１個のスイッチング素子だけで制御電極と画素電極との２つの電極電位を制御することができる。
したがって、共通電極の微細加工工程等の煩雑な工程を増加させたり、高度な貼り合わせ技術を要求することなく、高コントラストで、視角特性の優れたマルチドメイン液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の第１実施形態であるマルチドメイン液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’における模式的部分断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’における模式的部分断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ’における模式的部分断面図である。
【図５】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の等価回路図である。
【図６】同マルチドメイン液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図７】同マルチドメイン液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図８】この発明の第１参考例であるマルチドメイン液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図である。
【図９】図８のＤ−Ｄ’における模式的部分断面図である。
【図１０】図８のＥ−Ｅ’における模式的部分断面図である。
【図１１】同マルチドメイン液晶表示装置におけるマルチドメイン状の液晶配向を模式的に示す図である。
【図１２】同マルチドメイン液晶表示装置におけるマルチドメイン状の配向状態に対応する透過光の様子を模式的に示す図である。
【図１３】この発明の第２参考例であるマルチドメイン液晶表示装置の構成を示す模式的部分断面図である。
【図１４】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の等価回路図である。
【図１５】同マルチドメイン液晶表示装置の変形例の画素の等価回路図である。
【図１６】この発明の第２実施形態であるマルチドメイン液晶表示装置の構成を示す模式的部分断面図である。
【図１７】この発明の第３参考例であるマルチドメイン液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図である。
【図１８】図１７のＦ−Ｆ’における模式的部分断面図である。
【図１９】図１７のＧ−Ｇ’における模式的部分断面図である。
【図２０】この発明の第３実施形態であるマルチドメイン液晶表示装置の画素電極と制御電極との組み合わせ例の平面形状を示す図である。
【図２１】同マルチドメイン液晶表示装置の画素電極と制御電極との組み合わせ例において、基本的な構成の平面形状を示す図である。
【図２２】同マルチドメイン液晶表示装置の画素電極と制御電極との組み合わせ例において、基本的な構成の平面形状を示す図である。
【図２３】同基本的な構成を同マルチドメイン液晶表示装置に適用した例の平面形状を示す図である。
【図２４】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向状態を示す顕微鏡写真である。
【図２５】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向状態を示す顕微鏡写真である。
【図２６】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向状態を示す顕微鏡写真である。
【図２７】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向状態を示す顕微鏡写真である。
【図２８】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向状態を示す顕微鏡写真である。
【図２９】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向状態を示す顕微鏡写真である。
【図３０】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向状態を示す顕微鏡写真である。
【図３１】この発明の第４実施形態であるマルチドメイン液晶表示装置の表示時の画素の顕微鏡写真である。
【図３２】同マルチドメイン液晶表示装置の表示時の画素の顕微鏡写真である。
【図３３】同マルチドメイン液晶表示装置の表示時の画素の顕微鏡写真である。
【図３４】同マルチドメイン液晶表示装置の表示時の画素の顕微鏡写真である。
【図３５】この発明の第５実施形態であるマルチドメイン液晶表示装置の実験用液晶セルの暗状態から明状態に電圧を切り替えた後の顕微鏡写真ある。
【図３６】同マルチドメイン液晶表示装置の比較用液晶セルの暗状態から明状態に電圧を切り替えた後の顕微鏡写真ある。
【図３７】この発明の第４参考例であるマルチドメイン液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図である。
【図３８】図３７のＨ−Ｈ’における模式的部分断面図である。
【図３９】図３７のＩ−Ｉ’における模式的部分断面図である。
【図４０】図３７のＪ−Ｊ’における模式的部分断面図である。
【図４１】同マルチドメイン液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図４２】同マルチドメイン液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図４３】同マルチドメイン液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図４４】この発明の第５参考例であるマルチドメイン液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図である。
【図４５】図４４のＫ−Ｋ’における模式的部分断面図である。
【図４６】図４５のＬ−Ｌ’における模式的部分断面図である。
【図４７】従来のマルチドメイン液晶表示装置の画素の構成を示す模式的部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施形態を用いて具体的に行う。
◇第１実施形態
図１は、この発明の第１実施形態であるマルチドメイン液晶表示装置の画素（繰り返し単位）の構成を示す模式的平面図、図２は図１のＡ−Ａ’における模式的部分断面図、図３は図１のＢ−Ｂ’における模式的部分断面図、図４は図１のＣ−Ｃ’における模式的部分断面図、また、図５は同マルチドメイン液晶表示装置の画素の等価回路図、図６及び図７は同マルチドメイン液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。
この例のマルチドメイン液晶表示装置は、図１〜図５に示すように、横方向に延びる複数本のゲートバスライン５５と、縦方向に延びる複数本のドレインバスライン５６とで囲まれる領域の単位によって１画素が構成されており、各画素は第１の基板１１上に、上下左右方向にマトリックス状に繰り返されて配置されている。
【００２６】
各画素はＴＦＴ５４、画素電極７１、制御電極７３を有している。ＴＦＴ５４はゲートがソース及びドレインよりも下部位置に配置されたボトムゲート構造になっていて、活性層（半導体層）としてアモルファスシリコンやポリシリコン等の使用が可能であり、セルフアライン技術によって形成することができる。画素電極７１は電気的にフローティングであり、制御電極７３及び共通容量ライン７２とそれぞれ層間絶縁膜６３、ゲート絶縁膜６１を介して結合容量１２６、付加容量１２７を形成している。ＴＦＴ５４は保護絶縁膜６５で覆われている。層間絶縁膜６３、ゲート絶縁膜６１及び保護絶縁膜６５は窒化シリコン等が使用される。ここで、共通容量ライン７２は画素電極７１に対して容量を付加するために設けられている。
【００２７】
これら結合容量１２６、付加容量１２７の容量は層間絶縁膜６３、ゲート絶縁膜６１の材質、大きさ及び厚さ等のパラメータにより所望の値に設定することができる。画素電極７１及び制御電極７３は透明電極から成り、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の材料が使用される。制御電極７３はＴＦＴ５４のソース端子５７に接続されている。制御電極７３はＴＦＴ５４のソース端子と一体的に形成することも可能である。ゲートバスライン５５、ソース端子５７、ドレイン端子５８、共通容量ライン７２はクロム等の金属膜が使用される。第２の基板１２上には共通電極８１が形成されており、第１の基板１１に対して所定の間隔をもって対向するように重ね合わされている。両基板１１、１２間には液晶２０が挟持されている。ＴＦＴ５４はボトムゲート構造として示されているが、後述の第３参考例のように、ゲートがソース及びドレインよりも上部位置に配置されたトップゲート構造でもよい。
【００２８】
また、この例では画素電極７１に対して容量を付加するための共通容量ライン７２が設けられた構成となっているが、図５における画素電極７１と制御電極７３との間の結合容量１２６と、画素電極７１と共通電極８１との間の液晶容量１２５とで必要な電位差が得られれば、特に共通容量ライン７２を設ける必要はない。
【００２９】
この例においては、ゲートバスライン５５が選択された瞬間に、ドレインバスライン５６からＴＦＴ５４を介して信号電圧が、ソース端子５７に接続された制御電極７３に書き込まれる。この時、フローティングである画素電極７１の電位は、結合容量１２６と、付加容量１２７及び液晶容量１２５との容量比にしたがって、制御電極７３と共通容量ライン７２との間の所定電位に定まる。共通容量ライン７２は例えば第２の基板１２上の共通電極８１と同電位となるように構成してもよく、また、前段のゲートバスライン等に接続してもよい。
この例においては、制御電極７３、画素電極７１、共通電極８１の電位の関係が、この列記の順あるいはその逆順となるため、画素電極７１及び制御電極７３と、共通電極８１との間に発生する液晶駆動電界Ｅ１は、図３に示すように、制御電極７３から外側に広がるように斜めに発生する。
【００３０】
以下、誘電率異方性が負の液晶をホメオトロピック配向させたＶＡ（Vertical Alignment）モードの場合を例にとってその動作について説明する。第１の基板１１と第２の基板１２との間に介在する液晶２０（あるいは液晶分子２１）は液晶駆動電界Ｅ１によりその配向状態を変化させる。この例においては、上述のように液晶駆動電界Ｅ１が制御電極７３から外側に広がるように発生するため、図３及び図４に示すように、液晶分子２１は制御電極７３の両側で異なる方向に配向方向を変化させる。このため、液晶分子２１の傾く方向が異なる領域（液晶ドメイン）が互いに視角特性を補償しあい、全体として対称で良好な視角特性を得ることができる。なお、ここの記述において、便宜上、バルクで見た液晶を液晶２０とし、個々の液晶分子を液晶分子２１と記述したが、この違いはこの発明においてはさほど重要ではない。
【００３１】
上述のようにこの例においては、液晶２０の動作モードは、負の誘電率異方性を有する液晶をホメオトロピック配向させたＶＡモードの場合の例で説明したが、これ以外の、正の誘電率異方性を持つ液晶ねじれ配向させたＴＮモードでも、正の誘電率異方性を持つ液晶を一様に配向させたホモジニアスモードでもよい。ＴＮモードとした場合には、液晶が自発カイラル性でもよく、非自発カイラル性としてもよい。非自発カイラル性とした場合には、上述の液晶駆動電界Ｅ１により、カイラル方向が異なる複数の領域に分かれて動作させることができる。液晶ドメインを安定化するために、液晶に高分子化合物を混合させることも可能である。また、液晶にモノマーを加え、ドメインを作成した後、高分子化して、ドメインを安定化させることもできる。
【００３２】
図４に示すように、画素電極７１に適当な開口部７４を設けることにより、液晶ドメインの形成をより確実にすることもできる。開口部７４は、窓状に形成しても、画素電極７１の片側あるいは両側から切り込みを入れるように形成してもよい。もちろん、開口部７４を設けなくてもこの発明の目的を達成することができる。後述の第２実施形態のように第１の基板１１あるいは第２の基板１２上に色層（図示せず）や遮光層（図示せず）を設けることも可能である。なお、共通容量ライン７２の一部あるいは全体を透明電極により構成することも可能である。
【００３３】
次に、図６及び図７を参照して、この例のマルチドメイン液晶表示装置の製造方法について、工程順に説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、ガラスから成る第１の基板１１の全面にクロムをスパッタ成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて、クロムを所望の形状にパターニングして、ゲートバスライン５５及び共通容量ライン７２を形成した。続いて、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法により、全面に窒化シリコンを成膜してゲート絶縁膜６１を形成した。
【００３４】
次に、図６（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法により全面にアモルファスシリコンを成膜した後、フォトリソグラフィ技術によりアモルファスシリコンを所望の形状にパターニングして活性層６４を形成した。次に、全面にクロムをスパッタ成膜した後、フォトリソグラフィ技術によりクロムを所望の形状にパターニングして、ドレインバスライン５６、ドレイン端子５８、ソース端子５７を形成した。次に、ＩＴＯを全面にスパッタ成膜した後、フォトリソグラフィ技術によりＩＴＯを所望の形状にパターニングして、開口部７４を有する画素電極７１を形成した。この画素電極７１は、上述したようにフローティングとなる。以上により、第１の基板１１上にＴＦＴ５４を形成した。
【００３５】
次に、図７（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法により全面に窒化シリコンを成膜した後、フォトリソグラフィ技術により窒化シリコンを所望の形状にパターニングして、層間絶縁膜６３及びＴＦＴ５４の保護絶縁膜６５を形成すると共に、ソース端子５７を露出するようにコンタクトホール５９を形成した。この場合、層間絶縁膜６３及び保護絶縁膜６５が一体となるように形成してもよい。次に、ＩＴＯを全面にスパッタ成膜した後、フォトリソグラフィ技術によりＩＴＯを所望の形状にパターニングして、制御電極７３を形成した。この制御電極７３は、コンタクトホール５９を介してソース端子５７に接続される。
【００３６】
次に、図７（ｄ）に示すように、ガラスから成る第２の基板１２上に、印刷法等によりＲ(Red)、Ｇ(Green)、Ｂ(Black)の色層及びブラックマトリクス（図示せず）を形成し、その上にＩＴＯをスパッタ成膜した後、フォトリソグラフィ技術によりＩＴＯを所望の形状にパターニングして共通電極８１を形成した。
【００３７】
以上のようにして用意した第１の基板１１及び第２の基板１２に、それぞれ垂直配向用の配向膜（図示せず）を形成した。配向膜材料としては日産化学社製ＳＥ−１２１１を使用した。次に、第１の基板１１上にシール材（図示せず）を線状に塗布すると共に、第２の基板１２上に球状スペーサー（図示せず）を散布し、両基板１１、１２を互いに貼り合わせ、加熱によりシール材を硬化させた。次に、シール材により第１の基板１１と第２の基板１２とが一体化された構造を、個々のパネルの形状に切断した後に、誘電率異方性が負のネマティック液晶を注入孔から注入した後、注入孔を光硬化樹脂で封止した。次に、パネルの両側に負の補償フィルムを貼り付けた後、さらに偏向板をその透過軸が互いに直交するように両面に貼り付け、周辺駆動回路を取り付けてモジュール化して、図１〜図４に示したような、この例のマルチドメイン液晶表示装置を完成させた。
【００３８】
以上のような製造方法により製造されたマルチドメイン液晶表示装置の各構成要素の平面形状は図１の通りであり、同画素のサイズは横略１００μｍ×縦略３００μｍである。各構成要素の平面形状は図１の形状に限定されるものではなく、後述の図２０に示すように種々の形状が考えられる。
【００３９】
この例のマルチドメイン液晶表示装置において、偏向板をその透過軸を互いに直交させて配置した場合には、主要な液晶配向領域の各々において、液晶分子２１の傾斜方向が両側の偏向板透過軸を２等分する方向、すなわち、上下左右の各方向と一致するために、液晶駆動電界Ｅ１の印加によって良好な明状態を表示できるが、各々の液晶配向領域の境界部分には、暗線を生じることがある。暗線の発生原因については、後述の第１参考例で説明する。暗線の発生が問題となる場合においては、偏光板と液晶２０との間に四分の一波長板と称される光学異方性媒体を挿入して、液晶層に円偏向が入射するように構成することにより暗線の発生を解消することもできる。また、この場合、制御電極７３が透明電極から構成されていてもよい。
【００４０】
このように、この例のマルチドメイン液晶表示装置によれば、制御電極７３はスイッチング素子となるＴＦＴ５４の一つの端子であるソース端子５７に接続されて、開口部７４が形成された画素電極７１は制御電極７３との間に結合容量１２６を有し、画素電極７１には結合容量１２６を介して信号電圧の分圧が印加されるので、動作時に制御電極７３の周辺及び画素電極７１の周辺に発生する斜め方向の電界の作用により、液晶を複数の領域に分かれさせて動作させることができる。
したがって、共通電極の微細加工工程等の煩雑な工程を増加させたり、高度な貼り合わせ技術を要求することなく、高コントラストで、視角特性の優れたマルチドメイン液晶表示装置を提供することができる。
【００４１】
◇第１参考例
図８は、この発明の第１参考例であるマルチドメイン液晶表示装置の構成を示す模式的平面図、図９は図８のＤ−Ｄ’における模式的部分断面図、図１０は図８のＥ−Ｅ’における模式的部分断面図である。この例のマルチドメイン液晶表示装置の構成が、上述した第１実施形態の構成と大きく異なるところは、層間絶縁膜を介して制御電極が画素電極よりも下層となるように形成するようにした点である。
すなわち、この例のマルチドメイン液晶表示装置は、図８〜図１０に示すように、第１の基板１１上に、画素（図８に示す構造）が上下左右方向にマトリクス状に繰り返されて配置されていて、窒化シリコン等から成る層間絶縁膜６３を介して、ＩＴＯ等から成る制御電極７３が同様にＩＴＯ等から成る画素電極７１よりも下層に形成されている。画素電極７１は、第１実施形態と同様にフローティングになっている。制御電極７３はＴＦＴ５４のソース端子５７と一体的に形成することも可能であり、この場合は製造工程上は有利となるが、通常ソース端子５７は前述したようにクロム等の不透明金属により形成されるため、素子の光透過率が減少する欠点が避けられない。一方、制御電極７３を上述のようにＩＴＯ等の透明電極により構成した場合には、図８に示すように、例えば結合容量１２６の容量値が十分に大きくなるように画素電極７１との重畳部を大きく取っても、十分な開口率を確保できる。
【００４２】
この例では、上述したように制御電極７３は画素電極７１より下層にあるが、画素電極７１には開口部７４が設けられており、制御電極７３からの電界は、開口部７４を通して液晶に作用するので、液晶を複数の領域に分かれさせて動作させることができる。また、第１実施形態と同様にボトムゲート構造に限らず、トップゲート構造にも適用することができる。
これ以外は、上述した第１実施形態と略同様である。それゆえ、図８〜図１０において、図１〜図５の構成部分と対応する各部には、同一の番号を付してその説明を省略する。
【００４３】
この例における画素電極７１の開口部７４は、第１実施形態と同様に、窓状に形成しても、画素電極７１の片側あるいは両側から切り込みを入れるように形成してもよい。画素電極７１には、制御電極７３からの電界を作用させる部位以外にも、適当な開口部７４を設けることにより、液晶ドメインの形成をより確実にすることができる。制御電極７３からの電界を作用させる開口部７４においては、液晶駆動電界Ｅ１が開口部７４から広がるように作用するが、開口部７４において制御電極７３が存在しない場合、あるいは、図８あるいは図９に示すように開口部７４において共通容量ライン７２が存在する場合には、液晶駆動電界Ｅ１は開口部７４の幅の中心に収束するように作用する。
【００４４】
図１１は、この例における、マルチドメイン状の液晶配向を模式的に示す図であり、図８の画素電極７１及び制御電極７３を含む部分の配向状態を示している。図１１に示されるように、画素電極７１の開口部７４を境界としては液晶分子２１の傾く方向が異なる領域が形成されており、各々の領域境界においては、液晶の弾性により液晶分子２１の配向方位は連続的に変化している。
【００４５】
この例においては、第１の基板１１及び第２のそれぞれの外側に偏向板が配置される。両側の偏向板の透過軸方向の組み合わせは、種々可能であるが、なかでも、両側の偏向板透過軸を互いに直交させ、かつ、主要な液晶配向領域における液晶分子２１の傾斜方位が直交する偏向板透過軸を２等分する方位と一致するように配置することにより、明るくコントラストの高い表示を実現することができる。さらに、負の補償板と称される、面内の屈折率が、面法線方向の屈折率よりも大きいタイプの光学補償板を液晶と偏向板との間に挿入することにより、黒表示時の視角特性をより良くすることができる。
【００４６】
図１２は、この例において、マルチドメイン状の配向状態に対応する、透過光の様子を模式的に示したものであり、図１１と同様に、図８の画素電極７１及び制御電極７３を含む部分の透過光の様子を示している。ここで、画素電極７１及び制御電極７３は透明電極であるが、共通容量ライン７２は、通常、前述したようにクロム等の不透明金属により形成されているため、共通容量ライン７２上の領域については、実際には光が透過しないが、液晶配向状態と光透過との関係を説明するために、共通容量ライン７２よる遮光を無視して示している。
【００４７】
図１２において、偏向板は、その透過軸が図の対角方向となるように互いに直交させて配置してある。このような配置とした場合には、主要な液晶配向領域の各々において、液晶分子２１の傾斜方向が両側の偏向板透過軸を２等分する方向、すなわち、図の上下左右の各方向と一致するために、液晶駆動電界Ｅ１の印加によって良好な明状態を表示できるが、各々の液晶配向領域の境界部分には、図１２に示されるような暗線２５を生じる。この暗線２５は、液晶分子２１の傾斜方向が偏向板透過軸方向と一致する部位に対応する。偏向板透過軸の方向については、液晶がその方位に傾斜しても、光を透過させないため、図１２に示されるような暗線２５が生じるのである。
【００４８】
上記のような暗線２５は、表示上さほど大きな問題とならないが、例えば、電圧無印加の黒表示状態から電圧を印加して白表示状態へと変化させた際等に、一時的な配向変化すなわち、制御電極７３からの電界に規定される方向に液晶分子２１が傾く変化に引き続いて、液晶分子２１がその傾斜方位を変化させる二次的な配向変化が生じることがあり、このようなケースでは問題となることがある。この場合には、暗線２５が発生した後にその形状や幅の変化が見られる。この二次的な配向変化の時間スケールは一時的な配向変化と比較して進行が遅く、該当画素の経時的な光透過率変化を引き起こす。経時的な光透過率の変化には、大きく分けて２つのパターンが起こり得る。一つは、黒から白への変化を実質的に遅くする場合であり、残像の原因となる。また逆に、一度明るくなった後に徐々に暗くなるように変化する場合があり、この場合には定常状態での表示の明るさが不足する。
【００４９】
上記のように、暗線２５の発生が問題となる場合においては、偏向板と液晶２０との間に四分の一波長板と称される光学異方性媒体を挿入して、液晶層に円偏向が入射するように構成することにより暗線２５の発生を解消することもできる。この例においては、制御電極７３が透明電極により形成されているので、この発明暗線２５の解消はそのまま素子透過率や応答特性の向上につながる。四分の一波長板としては、ポリカーボネート等の延伸フィルムを単層で、あるいは積層して、用いることができ、液晶層の両側に、互いに光軸が直交するように配置するとよい。広帯域四分の一波長板と称される、複数枚の延伸フィルムを積層して構成したものを用いる場合には、液晶層の両側で、対応する各層が互いに直交するように配置するとよい。
【００５０】
なお、通常の駆動方式において一度明るくなって後に徐々に暗くなるような透過率変化がみられる場合でも、動画表示時の画像をシャープにすることを目的として表示の各フレーム毎に黒表示を挿入する駆動を行った場合には、このような経時変化は問題とならない。
【００５１】
この例においても、液晶２０の動作は、第１実施形態と略同様に行われる。ここで、特にホモジニアスモードの場合に、負の屈折率異方性を有する（光学軸の屈折率が小さい）補償フィルムを、その光学軸が電圧無印加時の液晶の光学軸と一致するように配置したノーマリブラックモードで用いると、良好な視角特性が得られる。このとき補償フィルムのリタデーションと、液晶層のリタデーションとは符号が反対で絶対値が等しくなるようにするとよい。また、２軸性の補償フィルムを用いて表示コントラストや視角特性を向上させることも可能である。
【００５２】
この例のマルチドメイン液晶表示装置の製造方法は、図６及び図７を参照して説明した第１実施形態におけるそれに準じて実施することができる。すなわち、図６（ｂ）において、画素電極７１の形成に代えて制御電極７３を形成し、図７（ｃ）において、制御電極７３の形成に代えて画素電極７１を形成するようにすればよい。なお、画素電極７１のパターニング時には開口部７４も形成する。
以上のような製造方法により製造されたマルチドメイン液晶表示装置の各構成要素の平面形状は図６の通りであり、同画素のサイズは横略１００μｍ×縦略３００μｍである。各構成要素の平面形状は図６の形状に限定されるものではなく、後述の図２０に示すように種々の形状が考えられる。
【００５３】
このように、この例の構成によっても、第１実施形態において述べたのと略同様な効果を得ることができる。
【００５４】
◇第２参考例
図１３は、この発明の第２参考例であるマルチドメイン液晶表示装置の構成を示す模式的部分断面図（第１実施形態の図２に対応）、図１４は同マルチドメイン液晶表示装置の画素の等価回路図である。この例のマルチドメイン液晶表示装置の構成が、上述した第１実施形態の構成と大きく異なるところは、画素電極を完全なフローティングとならないように形成するようにした点である。
すなわち、この例のマルチドメイン液晶表示装置は、図１３及び図１４に示すように、画素電極７１に何らかの原因で電荷が蓄積されるのを防ぐために、図１４に示すように画素電極７１と制御電極７３との間に、結合容量１２６と並列して実質的に有限の抵抗値を有する結合抵抗１３５が接続されるように、例えば、第１実施形態の層間絶縁膜６３の代わりにアモルファスシリコン等の半導体膜６２が形成されている。そして、この半導体膜６２に適当な不純物イオンをドープすることにより所望の抵抗値を得ることができる。
【００５５】
また、図１４の付加容量１２７に並列に抵抗を接続する場合は、共通容量ライン７２と画素電極７１との間に層間絶縁膜６３の代わりに、上述と同様にアモルファスシリコン等の半導体膜６２を形成することにより有限の結合抵抗を接続してもよい。結合抵抗１３５は、画素電極７１に蓄積される電荷の影響により表示が焼きついたり、動画像を表示した時に液晶の応答時間を越えるような残像が生じたりすることが防げるように、蓄積された電荷の放電がなされるような値となるように設定される。その液晶表示装置の使用形態に応じて、１フレーム表示期間内で放電が完了するようにしたり、数秒から数分の動作休止により放電が完了するようにすることができる。
これ以外は、上述した第１実施形態と略同様である。それゆえ、図１３及び図１４において、図１〜図５の構成部分と対応する各部には、同一の番号を付してその説明を省略する。
【００５６】
この例のマルチドメイン液晶表示装置の製造方法は、図６及び図７を参照して説明した第１実施形態におけるそれに準じて実施することができる。すなわち、図６（ｂ）及び図７（ｃ）に準じて工程において、ＣＶＤ法により全面にアモルファスシリコンを成膜した後、フォトリソグラフィ技術によりアモルファスシリコンを所望の形状にパターニングして活性層６４を形成する際に、同時に半導体膜６２を所望の形状にパターニングして形成すればよい。
【００５７】
図１５は、この例のマルチドメイン液晶表示装置の変形例の画素を示す等価回路である。この変形例は、同図に示すように、各画素電極７１と共通容量ライン７２とを接続するようにＴＦＴ１４１を形成し、ＴＦＴ１４１のゲートを前段のゲートバスライン５５に接続することにより、前段のゲートバスライン５５が選択された瞬間に共通容量ライン７２の電位を画素電極７１に書き込むことにより、画素電極７１に蓄積された電荷を放電させることができるように構成したものである。
【００５８】
このように、この例の構成によっても、第１実施形態において述べたのと略同様な効果を得ることができる。
【００５９】
◇第２実施形態
図１６は、この発明の第２実施形態であるマルチドメイン液晶表示装置の構成を示す模式的部分断面図（第１実施形態の図２に対応）である。この例のマルチドメイン液晶表示装置の構成が、上述した第１実施形態の構成と大きく異なるところは、画素電極及び制御電極を色層及び遮光層の上に形成するようにした点である。
すなわち、この例のマルチドメイン液晶表示装置は、図１６に示すように、第１の基板１１上に色層９１及び遮光層９３が形成されており、画素電極７１と制御電極７３とはその上に形成されて、画素電極７１は容量端子７５を介して共通容量ライン７２と対向している。
これ以外は、上述した第１実施形態と略同様である。それゆえ、図１６において、図１〜図５の構成部分と対応する各部には、同一の番号を付してその説明を省略する。
【００６０】
この例のマルチドメイン液晶表示装置の製造方法は、図６及び図７を参照して説明した第１実施形態におけるそれに準じて実施することができる。すなわち、図６（ｂ）及び図７（ｃ）に準じた工程おいて、活性層６４を形成した後、全面にクロムをスパッタ成膜した後、フォトリソグラフィ技術によりクロムを所望の形状にパターニングして、ドレインバスライン５６、ドレイン端子５８、ソース端子５７を形成すると同時に容量端子７５を形成した。さらに、窒化シリコンによりＴＦＴ５４の保護絶縁膜６５を形成し、ブラックレジストを用いて遮光層９３を形成し、カラーレジストを用いてＲ、Ｇ、Ｂの色層９１を形成した。続いて、オーバーコート層９２を形成して平坦化し、画素電極７１、層間絶縁膜６３、制御電極７３を形成した。制御電極７３はソース端子５７に、画素電極７１は容量端子７５に、それぞれコンタクトホールを通して接続されている。画素電極７３は容量端子７５に接続されている状態でフローティングとなっている。
【００６１】
画素電極７１と制御電極７３との間に半導体膜６２を形成することにより、第２参考例と略同様に画素電極７１を完全なフローティングとしないことも可能である。
【００６２】
このように、この例の構成によっても、第１実施形態において述べたのと略同様な効果を得ることができる。
【００６３】
◇第３参考例
図１７は、この発明の第３参考例であるマルチドメイン液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図、図１８は図１７のＦ−Ｆ’における模式的部分断面図、図１９は図１７のＧ−Ｇ’における模式的部分断面図である。この例のマルチドメイン液晶表示装置の構成が、上述した第１実施形態の構成と大きく異なるところは、スイッチング素子としてのＴＦＴをトップゲート構造に形成するようにした点である。
すなわち、この例のマルチドメイン液晶表示装置は、図１７〜図１９に示すように、ＴＦＴ５４は、ゲートバスライン５５がソース端子５７及びドレイン端子５８よりも上部位置に配置されたトップゲート構造に形成されている。
これ以外は、上述した第１実施形態と略同様である。それゆえ、図１７〜図１９において、図１〜図５の構成部分と対応する各部には、同一の番号を付してその説明を省略する。
【００６４】
この例のマルチドメイン液晶表示装置の製造方法は、図６及び図７を参照して説明した第１実施形態におけるそれに準じて実施することができる。すなわち、図６（ａ）乃至図７（ｃ）に準じた工程において、第１の基板１１上に、クロムを成膜してパターニングすることにより、ドレインバスライン５６、ドレイン端子５８、ソース端子５７、制御電極７３を同時に形成し、続いてアモルファスシリコン層、絶縁層、クロムスパッタ膜を成膜し、これらをまとめてパターニングすることによりＴＦＴ５４を形成した。さらに窒化シリコンから成る層間絶縁膜６３を成膜し、続いてＩＴＯをスパッタ成膜してパターニングすることにより画素電極７１を形成した。画素電極７１はフローティングとし、また、制御電極７３の位置に整合して開口部７４を設けた。次に酸化シリコンとＩＴＯを連続的にスパッタ成膜してまとめてパターニングすることのよりゲート絶縁膜６１と共通容量ライン７２を形成した。
【００６５】
この例によれば、ＴＦＴ５４の構造がボトムゲート構造からトップゲート構造に代わっただけで、図１９に示すように、図１０を参照して説明した第１参考例と略同様のマルチドメインを形成することができる。
【００６６】
ここでも、画素電極７１と制御電極７３との間の層間絶縁膜６３あるいは画素電極７１を共通容量ライン７２との間のゲート絶縁膜６１に代えて半導体膜６２を形成することにより、第２参考例と略同様に画素電極７１を完全なフローティングとしないことも可能である。
【００６７】
このように、この例の構成によっても、第１実施形態において述べたのと略同様な効果を得ることができる。
【００６８】
◇第６実施例（主たる実施例）
図２０は、この発明の第６実施例（主たる実施例）であるマルチドメイン液晶表示装置の画素電極と制御電極との組合わせ例の平面形状を示す図、図２１は同マルチドメイン液晶表示装置の画素電極と制御電極とからなる単位電極の平面形状を示す図、図２２は同単位電極の組合せからなる基本的な構成の平面形状を示す図、図２３は同基本的な構成を同マルチドメイン液晶表示装置に適用した例の平面形状を示す図である。すなわち、この例のマルチドメイン液晶表示装置の画素電極７１及び制御電極７３の組合せ例は、図２０（ａ）〜（ｈ）に示したように、種々の例が考えられる。
ここで、図２１（ｉ）〜（ｎ）及び図２２（ｏ）〜（ｒ）の基本的構成例、図２３（ｓ）〜（ｙ）の適用例の平面形状は、画素電極７１及び制御電極７３をある平面に射影した図であり、特に制御電極７３は画素電極７１上に設けられた開口部７４から見える部分のみ描いたものである。
【００６９】
この例においては、制御電極７３、画素電極７１上に設けられた開口部７４及び画素電極７１の端部の位置関係が重要である。これらの位置関係を説明するために平面図上でどのような位置関係にあるかを述べることにする。まず、図２１（ｉ）〜（ｎ）に示した単位電極を用いて、画素電極７１、制御電極７３、画素電極７１端部の基本的な組合わせ例を図２２（ｏ）〜（ｒ）について述べ、次にこれらの単位電極を実際の液晶表示装置に適用した適用例について、図２３（ｓ）〜（ｙ）を参照して述べる。説明上、画素電極７１と制御電極７３とが同一平面上にあるかのごとく述べるが、この例のマルチドメイン液晶表示装置では両電極７１、７３は異なった平面上に存在する。なおコンタクトホール等を通して導通を確保すればこれらの電極７１、７３の一部または全体が同一平面上にある構成も可能である。
【００７０】
図２１（ｉ）の単位電極は、画素電極７１が四角形でその画素電極７１の１辺に沿って制御電極７３が配置してあり、画素電極７１の残りの３辺が開口部もしくは画素電極端部７６となっていることを特徴とする。
図２１（ｊ）の単位電極は、画素電極７１が四角形でその画素電極７１の２辺に沿って制御電極７３が配置してあり、画素電極７１の残りの２辺が開口部もしくは画素電極端部７６となっていることを特徴とする。
図２１（ｋ）の単位電極は、画素電極７１が四角形でその画素電極７１の３辺に沿って制御電極７３が配置してあり、画素電極７１の残りの１辺が開口部もしくは画素電極端部７６となっていることを特徴とする。
図２１（ｌ）の単位電極は、画素電極７１は三角形でその画素電極７１の２辺に沿って制御電極７３が配置してあり、画素電極７１の残りの１辺が開口部もしくは画素電極端部７６となっていることを特徴とする。
図２１（ｍ）の単位電極は、画素電極７１は三角形でその画素電極７１の１辺に沿って制御電極７３が配置してあり、画素電極７１の残りの２辺が開口部もしくは画素電極端部７６となっていることを特徴とする。
図２１（ｎ）の単位電極は、画素電極７１は五角形でその画素電極７１の２辺に沿って制御電極７３が配置してあり、画素電極７１の残りの３辺が開口部もしくは画素電極端部７６となっていることを特徴とする。
【００７１】
次に、図２１（ｉ）〜（ｎ）の単位電極を画素の繰り返し単位：横略１００μｍ×縦略３００μｍのマルチドメイン液晶表示装置に適用した例について、図２３（ｓ）〜（ｙ）の適用例を参照して説明する。
図２３（ｓ）の適用例は、図２１（ｉ）の単位電極をいくつか用いている。すなわち単位電極（ｉ）と、単位電極（ｉ）を制御電極７３に対して線対称にした単位電極を、互いに制御電極７３を共有するように配置して、図２２の電極（ｏ）のような電極を形成し、図２２の電極（ｏ）を２個用いてマルチドメイン液晶表示装置の一画素電極（図２３（ｓ））とした。図２２の電極（ｏ）の構成とした理由は、制御電極７３からの斜め電界と図２２の電極（ｏ）の左右の端部の斜め電界により、液晶の方向を略２方向に制御するためである。この図２３（ｓ）の適用例では、制御電極７３が画素の長辺に対して平行になるようにした。なお、マルチドメイン液晶表示装置に適用するにあたって、図２２の電極（ｏ）に示すように画素電極７１が制御電極７３で分断されている構造ではなく、一画素上の画素電極７１が等電位になるように接合部を設けてある。一画素上の画素電極７１が等電位になるように接合部を設けてあるのは、図２２の電極（ｏ）を図２３（ｔ）の適用例に、図２１の単位電極（ｌ）を図２３（ｕ）の適用例に、図２１の単位電極（ｊ）を図２３（ｗ）の適用例に、単位電極（ｋ）及び単位電極（ｎ）を図２３（ｘ）の適用例に、単位電極（ｉ）、単位電極（ｌ）及び単位電極（ｊ）を図２３（ｙ）の適用例にそれぞれ適用する場合も同様である。
【００７２】
図２３（ｔ）の適用例は、図２２の電極（ｏ）５個を制御電極７３が画素の短辺に対して平行になるよう配置してマルチドメイン液晶表示装置の一画素電極とした。
図２３（ｕ）の適用例は、図２１の単位電極（ｌ）から構成されている。まず、４個の単位電極（ｌ）を互いに制御電極７３を共有するように配置して、図２２の電極（ｐ）のような電極を形成し、この電極（ｐ）を２個用いてマルチドメイン液晶表示装置の一画素電極とした。単位電極（ｌ）、電極（ｐ）を用いた理由は、単位電極（ｌ）の２つの制御電極７３からの斜め電界と画素端部の斜め電界の３つの斜め電界により、単位電極（ｌ）上の配向を略１方向に制御し、さらに単位電極（ｌ）を電極（ｐ）のように配置することで液晶の方向を略４方向に制御するためである。
【００７３】
図２３（ｖ）の適用例は、図２１の単位電極（ｌ）と単位電極（ｍ）とから構成されている。４個の単位電極（ｍ）を制御電極７３が外側となるように配置して、図２２の電極（ｑ）のような形状にした。図２２の電極（ｐ）２個の間に電極（ｑ）を配置して用いてマルチドメイン液晶表示装置の一画素電極とした。ただし、図２３（ｖ）の適用例では電極（ｐ）と電極（ｑ）の間の配向の整合性を取るために、電極（ｑ）の外側にある制御電極７３のうち、電極（ｐ）と接する部分を取り除いてある。このように基本的には単位電極（ｉ）〜（ｎ）を用いて画素電極を形成するのであるが、上述のように配向の整合性を取るために、単位電極の形状を一部変更することも可能である。
【００７４】
図２３（ｗ）の適用例は、図２１の単位電極（ｊ）から構成されている。単位電極（ｊ）の形状を略正方形とし、４個の単位電極（ｊ）を互いに制御電極７３を共有するように配置して、図２２の電極（ｒ）のような形状にした。電極（ｒ）を３個用いてマルチドメイン液晶表示装置の一画素電極とした。単位電極（ｊ）、電極（ｒ）を用いた理由は、単位電極（ｊ）の２つの制御電極７３からの斜め電界と２つの画素端部の斜め電界の４つの斜め電界により、電極（ｒ）上の配向を略１方向に制御し、さらに単位電極（ｊ）を電極（ｒ）のように配置することで液晶の方向を略４方向に制御するためである。図２３（ｗ）の適用例では電極（ｒ）の個数を３としたが、これに限定されることはなく、画素サイズ、用途に応じて任意に設計することができる。
【００７５】
図２３（ｘ）の適用例は、図２１の単位電極（ｋ）２個と単位電極（ｎ）２個とから構成されている。単位電極（ｋ）の四角形を台形とした。台形の上底に制御電極７３がくるようにし、二つの単位電極（ｋ）を上底を共有するように配置した。このようにして形成した電極の斜辺の部分に単位電極（ｎ）を、単位電極（ｋ）と制御電極７３を共有するように配置した。組合わせる際、配向の整合性を取るために、台形の上底すなわち制御電極７３の一部分を隠すようにした。結果として長方形の画素電極７１の上に「Ｙ」型と「Ｙ」型の上下反転した型の制御電極７３が配置されているように見える電極が形成される。これをマルチドメイン液晶表示装置の一画素電極とした。
【００７６】
図２３（ｙ）の適用例は、図２１の単位電極（ｉ）、単位電極（ｌ）、単位電極（ｊ）の３種類の単位電極から形成されている。この図２３（ｙ）の適用例では、単位電極（ｉ）は台形とし、単位電極（ｌ）は制御電極７３で挟まれた角が直角である直角二等辺三角形とし、単位電極（ｊ）は平行四辺形とした。単位電極（ｌ）の斜辺と単位電極（ｉ）の上底（開口部となっている）が接し、単位電極（ｉ）の下底と単位電極（ｊ）が制御電極７３を共有している。このようにして形成された電極をいくつか用いてマルチドメイン液晶表示装置の一画素電極とした。なお、微小画素電極の一部に直角二等辺三角形を用いているので、画素電極７１内部にある制御電極７３、開口部７４は画素の短辺に対して略４５°または略１３５°の角度をなしている。
図２３（ｓ）〜（ｙ）の適用例のいずれの場合においても、基本的には単位電極を用いて画素電極を形成するのであるが、画素全体での配向の整合性を取るために、単位電極の形状を一部変更することも可能である。
以上のように設計した画素電極を持つマルチドメイン液晶表示装置を製造した。この制御電極の詳細は第２実施例のそれに準じて実施することができる。
【００７７】
上述した図２３（ｓ）〜（ｙ）の適用例の配向状態を、図２４〜図３０に顕微鏡写真で示す。なお、図２４〜図２７、図２９では、２枚の偏光板の配置方法は偏光板の吸収軸を互いに直交させ、かつ、そのうち１枚の偏光板の吸収軸を画素の長辺に対して略４５°の方向になるようにしてある。また図２８、図３０では、２枚の偏光板の配置方法は偏光板の吸収軸を互いに直交させ、かつ、そのうち１枚の偏光板の吸収軸を画素の長辺に対して略０°の方向になるようにしてある。
【００７８】
この例によれば、図２３（ｓ）〜（ｙ）の適用例のいずれの場合においても制御電極７３の周辺部、開口部７４の周辺部、画素電極７１の周辺部からの斜め電界の効果により良好なマルチドメイン状の液晶配向が得られた。
特に、図２３（ｗ）の適用例のパターンにおいては視角特性がよく、透過率が高く、安定性に優れた配向が得られた。この図２３（ｗ）の適用例においては、単位電極(ｊ)の形状は略正方形なので、液晶は対角線の方向にそろって倒れる。そのため隣り合う単位電極(ｊ)との間では、配向方向が略９０°異なっている。電極(ｒ)上では「＋」型の制御電極７３で区切られた４回対称な配向となっている。
【００７９】
このように、この例の構成によっても、第１実施形態において述べたのと略同様な効果を得ることができる。
【００８０】
◇第４実施形態
この発明の第４実施形態では、第３実施形態に示した図２３（ｗ）の適用例において、制御電極電圧係数（制御電極電圧／画素電極電圧）を異ならせた場合の配向制御性への影響を比較検討した。ここで、画素電極電圧及び制御電極電圧とは、共通電極８１の電圧を基準とした画素電極７１及び制御電極７３の電圧を示している。
前述したように、画素電極電圧と制御電極電圧との電圧比は、画素電極７１と制御電極７３との間の結合容量１２６と、画素電極７１と共通容量ライン７２との間の付加容量１２７及び液晶容量１２５との比によって定まる。ここで、共通容量ライン７２の電圧は、共通電極８１と同電圧とした場合には、（制御電極電圧係数）＝｛（液晶容量１２５の容量値）＋（結合容量１２６の容量値）＋（付加容量１２７の容量値）｝／（結合容量１２６の容量値）で決定される。
【００８１】
液晶容量１２５は配向状態の変化により変動するが、簡単のために、液晶容量１２５を最大値として考えた。すなわち、液晶容量１２５の容量値を計算する時には、液晶の比誘電率として、液晶分子軸に水平な方向に対応する比誘電率と垂直な方向に対応する比誘電率のうち、大きいほうの値を用いることとした。この例においては、結合容量１２６の容量値を変化させることによって、制御電極電圧係数を異ならせた。結合容量１２６は画素電極７１と制御電極７３との重畳部に形成されるので、この重畳部の面積及び両電極７１、７３間の層間膜の膜厚と比誘電率によって、結合容量１２６の容量値が定まるが、ここでは、以下の表１に示されるように制御電極７３と画素電極７１との重畳部の面積を変化させる例で示した。なお、両電極７１、７３間の層間膜はＣＶＤ成膜による膜厚が略２００ｎｍの窒化シリコンを用いた。窒化シリコン膜の比誘電率は略６．４である。
【００８２】
【表１】
0005309283.tif 000002
【００８３】
次に、表１に示したように制御電極電圧係数を変化させたＴＦＴ−ＬＣＤ（Liquid Crystal Device）を製造して表示動作を行ない、顕微鏡ならびに目視により観察した。表１の制御電極電圧係数の各値１．１、１．２、１．３、及び１．４、のそれぞれに対応する表示時の画素の顕微鏡写真を、図３１、図３２、図３３及び図３４に示した。図３１〜図３４から明らかなように、制御電極電圧係数の異なる各々のＴＦＴ−ＬＣＤにおいて、この発明の原理に基づくマルチドメイン液晶配向制御を実現することができた。特に、制御電極電圧係数が１．２以上、より好ましくは１．３以上の場合において、より正確に配向制御を実現することができた。これに対して、制御電極電圧係数が１．１と値の小さいＴＦＴ−ＬＣＤにおいては、目視観察により若干のざらつき感が見られた。
以上の結果から明らかなように、制御電極電圧係数については、その値が大きいほうが配向制御性が優れるが、これに伴って画素電極に印加される電圧は相対的に減少するため、駆動電圧あるいは明るさの点からは、制御電極電圧係数は大きくなり過ぎるのは望ましくない。これらのことを考慮すると、制御電極電圧係数は略１．３程度が最も好ましいと考えられる。
【００８４】
このように、この例の構成によっても、第１実施形態において述べたのと略同様な効果を得ることができる。
【００８５】
◇第５実施形態
この発明の第５実施形態では、第３実施形態に示した図２３（ｗ）の適用例を基に、微小配向領域のサイズを異ならせた風数の実験用液晶セルを製造してそれぞれ比較検討した。ここで、微小配向領域とは、制御電極７３、画素電極７１の端部及び画素電極７１に設けられた開口部７４等の境界によって区切られる領域を示し、液晶が概ね単一の配向をとる領域を示している。
この例における図２３（ｗ）の適用例においては、一つの微小配向領域のサイズは略４０μｍ平方である。これを基に、微小配向領域サイズを略２０μｍ平方とした実験用液晶セルを製造した。比較例として、微小配向領域サイズを略４０μｍ平方とした実験用液晶セルも併せて製造した。これらの実験用液晶セルでは、ＴＦＴやゲートバスライン及びドレインバスライン等を省略し、制御電極７３と画素電極７２とのそれぞれに直接電圧を印加できる構造とした。
【００８６】
図３５はこの例の実験用液晶セルにおいて、暗状態から明状態に電圧を切り替えた後の顕微鏡写真を示している。図３５（ａ）は暗状態から明状態に電圧を切り替えた後２０ｍｓ放置した後の様子を示す写真、図３５(ｂ)は暗状態から明状態に電圧を切り替えた後１秒以上放置したあとの様子を示す写真である。
両写真を比較して明らかなように、この例では、電圧印加後、２０ｍｓ以内に定常状態の配向状態とほぼ等しい配向状態が得られ、配向の安定性と電気光学的応答特性が優れていることがわかった。応答時間の具体的な測定値は、暗→明が約１５ｍｓ、明→暗が約９ｍｓであった。
【００８７】
一方、図３６は比較例において、暗状態から明状態に電圧を切り替えた後の顕微鏡写真を示している。図３６（ａ）は暗状態から明状態に電圧を切り替えた後２０ｍｓ放置した後の様子を示す写真、図３６(ｂ)は暗状態から明状態に電圧を切り替えた後１秒以上放置したあとの様子を示す写真である。
両写真を比較して明らかなように、比較例では、電圧印加後、明るい定常状態の配向状態を得るまでに若干の時間を必要とすることがわかった。応答時間の具体的な測定値は、暗→明が約１４０ｍｓ、明→暗が約９ｍｓであった。
【００８８】
上述したようにこの例では、電気光学的応答特性については、微小配向領域サイズを小さく（２０μｍ平方）した方が、微小配向領域サイズを大きく（４０μｍ平方）した場合よりも優れていること確認された。しかしながら、素子全体の光透過率については、各微小領域境界に見られる暗線の密度の違いにより、微小領域配向領域サイズが大きいほうが好ましいことがわかった。すなわち、微小配向領域サイズを大きく（４０μｍ平方）とした方が、微小配向領域サイズを小さく（２０μｍ平方）した場合よりも実験用液晶セル全体での光透過率は高くなることが確認された。
【００８９】
微小配向領域サイズは、上記のような理由から、動画表示を行なうかどうかといった用途によって、また、目的とするＴＦＴ−ＬＣＤの画素ピッチとの兼ね合いを考慮して適宜選択できる。動画表示をおこなう場合には、略２０μｍ平方程度あるいはそれ以下、動画表示を行なわない場合は略４０μｍ平方程度あるいはそれ以上とすることが好ましい。もちろん用途によっては２０μｍ〜４０μｍ平方の範囲に設定してもよい。
【００９０】
このように、この例の構成によっても、第１実施形態において述べたのと略同様な効果を得ることができる。
【００９１】
◇第４参考例
図３７は、この発明の第４参考例であるマルチドメイン液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図、図３８は図３７のＨ−Ｈ’における模式的部分断面図、図３９は図３７のＩ−Ｉ’における模式的部分断面図である。この例のマルチドメイン液晶表示装置の構成が、上述した第１実施形態の構成と大きく異なるところは、制御電極をスイッチング素子としてのＴＦＴのソース端子と一体的に形成するようにした点である。
すなわち、この例のマルチドメイン液晶表示装置は、図３７〜図３９に示すように、制御電極７３はＴＦＴ５４のソース端子５７と一体的にクロム等の不透明金属により形成されている。このように構成すると、既に述べたように、結合容量１２６の容量値を大きく形成した場合に、開口率の低下を招くことが懸念されるが、この例においては、その点も考慮して十分な開口率を確保できる構成になっている。具体的には、ゲート絶縁膜６１を介して制御電極７３より下層に結合容量電極１７１を形成して、この結合容量電極１７１と、層間絶縁膜６３を介して制御電極７３より上層に形成した画素電極７１とが、それぞれ制御電極７３との重畳部を有しており、互いにコンタクトホール１７２を通じて接続されている。図３７では、結合容量電極１７１の大部分が制御電極７３の下に隠れているので分かりにくいが、図３９から明らかなように、結合容量電極１７１は、略制御電極７３の形状に沿ってこの下側に配置されている。
【００９２】
この例によれば、制御電極７３の上下両側に結合容量１２６を形成できるので、結合容量１２６の容量値を大きくする場合にも、制御電極７３の面積をそれほど大きくしなくとも、十分な開口率を確保することができる。
この例では、制御電極７３を画素電極７１よりも下層に形成した例を示したが、逆に画素電極７１を制御電極７３の下層に形成することもでき、画素電極７１のさらに下層に配置した結合容量電極１７１と、上層の制御電極７３とをコンタクトホール１７２を通じて接続することにより、画素電極７１の上下両側に結合容量を形成することができる。
【００９３】
さらに、この例によれば、付加容量１２７に関しても、小さな重畳面積により十分な容量値を得るための構成を採用している。すなわち、コンタクトホール１７７において、接続端子１７６により共通容量ライン７２に接続された付加容量端子１７５、画素電極７１との重畳部により付加容量１２７を形成している。ここで、共通容量ライン７２はゲートバスライン５５と同層の金属膜により形成されており、付加容量端子１７５はドレインバスライン５６と同層の金属膜により形成されている。このように、付加容量端子１７５は共通容量ライン７２よりも画素電極７１に近い層に形成されているので、小さな重畳面積により十分な付加容量１２７の容量値を確保することができる。
【００９４】
この例では、層間絶縁膜６３を介して付加容量１２７を形成した例を示したが、ゲート絶縁膜６１を介して付加容量１２７を形成する構成とした場合であっても、これら２つの絶縁膜６３、６１を介した付加容量１２７を形成する構成よりも大きな容量値を確保しやすい。なお、小さな重畳面積で十分な容量値を得て開口率を確保するためには、上記のような層構造における工夫の他、例えば、ゲート絶縁膜６１あるいは層間絶縁膜６３の膜厚を薄くしたり、誘電率を大きくする等でも効果がある。
【００９５】
また、上記の開口率の確保に関する効果以外にも、この例においては、制御電極７３を金属膜により構成することにより、制御電極７３のパターニング精度を向上できるという効果もある。この理由は、通常、ＩＴＯ等の透明電極よりもＣｒ等の不透明金属のほうが、ウェットエッチングの精度が高いからである。この発明のマルチドメイン液晶表示装置においては、各々の電極の重畳部に形成される各容量の容量値が重要な設計パラメーターとなるため、重畳部の面積を決める各電極のパターニング精度の向上は重要である。
【００９６】
次に、図４１乃至図４３を参照して、この例のマルチドメイン液晶表示装置の製造方法について工程順に説明する。
まず、図４１（ａ）に示すように、ガラスから成る第１の基板１１上にクロムをスパッタ成膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いてウェットエッチングによりクロムをパターニングして、ゲートバスライン５５、共通容量ライン７２、及び結合容量電極１７１を形成した。続いて、図４１（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法を用いて窒化シリコンを成膜して、ゲート絶縁膜６１を一様に形成した。なお、ゲート絶縁膜６１は、例えば二酸化シリコン等でも良く、また窒化シリコンと酸化シリコンとの積層膜等でも良い。もちろん有機膜等でも構わない。次にＣＶＤ法によりアモルファスシリコン層を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いてドライエッチングによりパターニングして、アイランド状にＴＦＴ５４の活性層６４を形成した。
【００９７】
次に、図４２（ｃ）に示すように、クロムをスパッタ成膜した後、フォトグラフィ技術を用いてウェットエッチングによりパターニングして、ドレインバスライン５６、ドレイン端子５８、ソース端子５７、制御電極７３、付加容量端子１７５を形成した。続いて、図４２（ｄ）に示すように、窒化シリコンをＣＶＤ成膜して層間絶縁膜６３を一体的に一様に形成し、さらにフォトリソグラフィ技術を用いてドライエッチングにより層間絶縁膜６３及びゲート絶縁膜６１を連続的にパターニングして、コンタクトホール１７２、１７７を形成した。続いて、図４３に示すように、ＩＴＯをスパッタ成膜して、フォトリソグラフィ技術を用いてウェットエッチングによりパターニングして、フローティングの画素電極７１と接続端子１７６を形成した。なお、画素電極７１及び接続端子１７６を形成する工程において、ＩＴＯをウェットエッチングに代えてドライエッチングによりパターニングすることにより、パターニング精度を向上することができる。
【００９８】
上述したように、全部で５回のフォトリソグラフィ技術を用いる５ＰＲ工程により第１の基板１１を形成する。なお、詳しく説明しないが、この発明のマルチドメイン液晶表示装置において、表示領域周辺に設けられる、ゲートバスライン端子、ドレインバスライン端子、共通容量ライン接続部、静電保護トランジスタ等のすべての周辺素子についても、特にプロセスを追加することなく上記の工程と並行して同時に形成することができる。この詳細については、例えば、特許文献６等に記載されている。なお、第２の基板１２の製造工程及び第１の基板１１と第２の基板１２との貼り合わせ工程等の、他のプロセスは、第１実施形態の製造方法に準じて実施することができる。
【００９９】
このように、この例の構成によっても、第１実施形態において述べたのと略同様な効果を得ることができる。
【０１００】
◇第５参考例
図４４は、この発明の第５参考例であるマルチドメイン液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図、図４５は図４４のＫ−Ｋ’における模式的部分断面図、図４６は図４４のＬ−Ｌ’における模式的部分断面図である。この例のマルチドメイン液晶表示装置の構成が、上述した第１実施形態の構成と大きく異なるところは、着目する画素の前段に対応するゲートバスラインに、放電用のＴＦＴを配置するようにした点である。
すなわち、この例のマルチドメイン液晶表示装置は、図４４〜図４６に示すように、特に図１５を参照して説明した第２参考例の変形例において、着目する画素の前段に対応するゲートバスライン５５に、放電用のＴＦＴ１４１が配置されている。ここで、ＴＦＴ１４１を構成するゲート端子、ドレイン端子、ソース端子、活性層等は、表示用のＴＦＴ５４と同時に並行して形成することができる。ＴＦＴ１４１は、そのドレイン端子がコンタクトホール１４２を通して共通容量ライン７２に接続されており、ソース端子がコンタクトホール１４３を通して画素電極７１に接続されている。この構成によって、前段のゲートバスライン５５が選択された瞬間に共通容量ライン７２の電位を画素電極７１に書きこむことにより、画素電極７１に蓄積された電荷を放電させることができるようになる。
【０１０１】
また、この例においては、画素電極７１に設けられた開口部７４のうち、下層に配置された制御電極７３からの制御電界が作用する開口部７４に対応する部位では、層間絶縁膜６３が除去された構成になっている。このような構成とすることにより、制御電極７３と液晶層との間にあった絶縁膜部分での電圧の損失がなくなり、制御電極７３からの電界が直接液晶層に印加される効果が得られる。また、層間絶縁膜６３の除去により形成される凹形状が、傾斜電界の作用による液晶分子の傾斜方向と整合するために、微小配向領域境界部における液晶の配向が安定する、といった効果が得られる。このような層間絶縁膜６３の除去は、表示領域周辺の端子部を露出させる工程と同時に並行して実施できるので、特に付加的な工程は必要としない。
【０１０２】
このように、この例の構成によっても、第１実施形態において述べたのと略同様な効果を得ることができる。
【０１０３】
以上、この発明の実施形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあってもこの発明に含まれる。例えばスイッチング素子として動作させる素子としてはＴＦＴを使用する例で説明したが、これに限らずＭＩＭ(Metal Insulator Metal)素子等のダイオードを使用してもよい。また、画素電極及び制御電極を構成する透明電極としてはＩＴＯを使用する例で説明したが、これに限らずネサ膜（酸化錫膜）等の他の材料を使用することも可能である。また、制御電極を透明電極で構成する場合には、一部のみに透明電極を用いるようにしてもよい。また、ゲートバスライン、ソース端子、ドレイン端子等を構成する金属としてはクロムを使用する例で説明したが、これに限らずモリブデン、タンタルあるいはこれらの合金等の他の材料を使用することも可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１１      第１の基板
１２      第２の基板
２０      液晶
２１      液晶分子
５４      ＴＦＴ（スイッチング素子）
５５      ゲートバスライン
５６      ドレインバスライン
５７      ソース端子
５８      ドレイン端子
５９、１４２、１４３、１４９、１７２、１７７      コンタクトホール
６１      ゲート絶縁膜
６２      半導体膜
６３      層間絶縁膜
６４      活性層（半導体層）
６５      ＴＦＴの保護膜
７１      画素電極
７２      共通容量ライン
７３      制御電極
７４      開口部
７５      容量端子
７６      開口部もしくは画素電極端部
８１      共通電極
９１      色層
９２      オーバーコート層
９３      遮光層
１２５      液晶容量
１２６      結合容量
１２７      付加容量
１３５      結合抵抗
１４１      ＴＦＴ（放電用素子）
１７１      結合容量電極
１７５      付加容量端子
１７６      接続端子
Ｅ１      液晶駆動電界
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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